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1、 20152016学年第一学期大学物理（2-2）（56学时）期中试卷一、选择题（共10小题，每小题3分，共30分）1（本题3分） 已知一高斯面所包围的体积内电荷代数和q0，则可肯定： (A) 高斯面上各点场强均为零 (B) 穿过高斯面上每一面元的电场强度通量均为零 (C) 穿过整个高斯面的电场强度通量为零 (D) 以上说法都不对 C 2、（本题3分） 如图所示，半径为R的均匀带电球面，总电荷为Q，设无穷远处的电势为零，则球内距离球心为r的P点处的电场强度的大小和电势为： (A) E=0， (B) E=0， (C) ， (D) ， B 3、（本题3分） 一电场强度为的均匀电场，的方向沿x轴正向，
2、如图所示则通过图中一半径为R的半球面的电场强度通量为： (A) pR2E (B) pR2E / 2 (C) 2pR2E (D) 0 D 4、（本题3分） 在一个孤立的导体球壳内，若在偏离球中心处放一个点电荷，则在球壳内、外表面上将出现感应电荷，其分布将是： (A) 内表面均匀，外表面也均匀 (B) 内表面不均匀，外表面均匀 (C) 内表面均匀，外表面不均匀 (D) 内表面不均匀，外表面也不均匀 B 5、（本题3分）一个平行板电容器，充电后与电源断开，当用绝缘手柄将电容器两极板间距离拉大，则两极板间的电势差U12、电场强度的大小E、电场能量W将发生如下变化： (A) U12减小，E减小，W减小
3、(B) U12增大，E增大，W增大 (C) U12增大，E不变，W增大 (D) U12减小，E不变，W不变 C 6、（本题3分） 取一闭合积分回路L，使三根载流导线穿过它所围成的面现改变三根导线之间的相互间隔，但不越出积分回路，则： (A) 回路L内的SI不变，L上各点的不变 (B) 回路L内的SI不变，L上各点的改变 (C) 回路L内的SI改变，L上各点的不变 (D) 回路L内的SI改变，L上各点的改变 B 7（本题3分） 如图，在一圆形电流I所在的平面内，选取一个同心圆形闭合回路L，则由安培环路定理可知： (A) ，且环路上任意一点B = 0 (B) ，且环路上任意一点B0 (C) ，且环
4、路上任意一点B0 (D) ，且环路上任意一点B =常量 B 8（本题3分）在磁感强度为的均匀磁场中作一半径为r的半球面S，S边线所在平面的法线方向单位矢量与的夹角为a ，则通过半球面S的磁通量(取弯面向外为正)为： (A) pr2B (B) 2 pr2B (C) -pr2Bsina (D) -pr2Bcosa D 9、（本题3分） 一电荷为q的粒子在均匀磁场中运动，下列哪种说法是正确的？ (A) 只要速度大小相同，粒子所受的洛伦兹力就相同 (B) 在速度不变的前提下，若电荷q变为-q，则粒子受力反向，数值不变 (C) 粒子进入磁场后，其动能和动量都不变 (D) 洛伦兹力与速度方向垂直，所以带电
5、粒子运动的轨迹必定是圆 B 10、（本题3分）把一个很轻的导线圈用线挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈中心，且与线圈在同一平面内，如图所示当线圈内通以如图所示方向的电流时，线圈将： (A) 不动 (B) 发生转动，同时靠近磁铁 (C) 发生转动，同时离开磁铁 (D) 不发生转动，只靠近磁铁 (E) 不发生转动，只离开磁铁 B 二、简答题（共6小题，每小题5分，共30分） 1、（本题5分）试述为了描述静电场的哪两条基本性质，从而引入了电场强度和电势两个物理量？答：为了描述静电场对放入其中的电荷施加力的性质，引入了电场强度物理量； 2分为了描述静电场对放入其中的运动电荷做功的性质，并且电场力做功
6、与路径无关，从而引入了电势这一物理量。 3分2、（本题5分）如图所示，真空中一长为L的均匀带电细杆，总的带电量为q，试求在直杆延长线上到杆的一端距离为a的点P处的电势(以无穷远为零电势点)解：取如图所示的电荷元dq，它在P点产生的电势为 2分则整个带电直线在P点产生的电势为 3分3、（本题5分）在电容率为e 的无限大各向同性均匀介质中，有一半径为R的导体球，带有电荷Q，求电场能量 解：由高斯定理可得： 导体球内 1分 球外介质中 1分则电场能量为 3分4、（本题5分）为什么不能把磁场作用于运动电荷的力的方向，定义为磁感强度的方向？ 答：因为磁力的方向还随电荷运动速度方向而不同，因而在磁场中同一
7、点运动电荷受力的方向是不确定的 5分5、（本题5分）在真空中，将一根无限长载流导线在一平面内弯成如图所示的形状，并通以电流I，求圆心O点处的磁感强度B的大小和方向？解：两个半无限长的电流线在O点产生的磁场为零。 2分半圆弧形电流在O点产生的磁场大小为：，方向垂直于纸面向里。 2分因此O点的磁感应强度大小为：，方向垂直于纸面向里。 1分 6、（本题5分）判断下列说法是否正确，并说明理由： (1) 若所取围绕长直载流导线的积分路径是闭合的，但不是圆，安培环路定理也成立 (2) 若围绕长直载流导线的积分路径是闭合的，但不在一个平面内，则安培环路定理不成立 答：第一说法对，第二说法不对 2分 安培环路
8、定理中的积分路径是任意的闭合路径，因此围绕导线的积分路径只要是闭合的，不管在不在同一平面内，也不管是否是圆，安培环路定理都成立 3分三计算题（共4小题，每小题10分，共计40分）1、（本题10分）如图所示，把一块原来不带电的金属板B移近一块已带有正电荷Q的金属板A，平行放置设两板面积都是S，板间距为d，忽略边缘效应，求：(1)板B不接地时，A板的两个面和B板的两个面上的电荷分别为多少？ A、B两板间的电势差是多少？(2)板B接地时，A板的两个面和B板的两个面上的电荷分别为多少？ A、B两板间的电势差是多少？解： (1) 板B不接地，电荷分布为、 2分因而板间电场强度为 2分电势差为 1分(2) 板B接地时，电荷分布为 0、Q、-Q、0 2分故板间电场强度为 2分电势差为 1分2、（本题10分）两个同心的薄金属球壳，内、外壳半径分别为和球壳间充满两层均匀电介质，它们的相对电容率和两层电介质的分界面半径为R（）设内球壳带电量为，外球壳不带电求： (1) D和E的分布，并画出D-r、E-r曲线； (2) 贴近内金属壳的电介质表面上的束缚面电荷密度2、解： 以与球壳同心的球面为高斯面 1分(1) r rR Rr r 4分 2分(2
